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关于FOC算法运行时示波器观测电流传感器噪声问题及直流有刷电机干扰问题

自己做的硬件电路和电机算法

FOC算法开关频率为5KHz

发现算法运行时示波器观测的电流传感器输出噪声很多,但是FOC算法运行是没有问题的

FOC算法里对采集的数据我做了滤波处理,但觉得示波器观测到如此多的毛刺、尖峰,觉得再怎么滤波也会对电机运行产生影响啊,

我不相信我的滤波和FOC算法做的那么好。

图1.这是在额定电压下调压器输出220VAC,运行FOC算法,转速设定800RPM时,示波器Stop截得的一张波形,可以看到,噪声很严重

图2.这是在额定电压下,运行FOC算法,转速设定800RPM时,示波器动态运行拍得的一张片

图3.即便是在调压器输出为0的时候,运行FOC算法,就可以观测到噪声了,可以看出噪声似乎不是固定频率

图4.时间轴拉开以后观测

为什么如此多的噪声电机运行却很稳定,不太理解,请大家帮我想想,多谢!

图5.上位软件截图,他励直流有刷电机转速电流双闭环算法,转速噪声严重导致转速采集异常进一步导致电机运行状态的改变

上面这张图是我用上位机软件控制时,从软件截取的一张直流有刷电动机转速电流双闭环算法的曲线图,绿色的是转速,红色的是母线电流,首先要说明的是我的硬件平台有问题,造成高压以后转速采集有突变,同样是设定800rpm,额定电压下,大家看到的电流负向突变时因为算法中反馈转速突变,外环PI控制器最用的结果,本来设定为800,突然检测到负值,造成控制上的变化。转速我也做了一个滤波,所以并不是每次反馈转速的突变都会造成控制异常,如此看来,电流的突变应该会鼠笼机的FOC有影响,但实际电机运行却是没有问题的,很稳定。贴上这个图是为了对比说明一下。

还有一个问题是,我的这套环境里,2812的串口加了一颗串口转USB芯片CH340,自己做了一套上位机软件,发现三相鼠笼机、永磁同步机、直流无刷机这三种电机配合上位机软件使用都没有问题,只有运行他励直流有刷电机的时候,发现调压器输出电压加高了以后会导致CH340的设备驱动丢失,从windows的设备管理器里可以看出来,这是为什么呢?是因为直流有刷电机要加个220V励磁电源,所以干扰大吗?若如此,如何解决呢?

下面放上我的调试环境图:

阴线比较多,也比较长,强电弱点交织在一起,这个结构不好

或许电机控制单元这种打散的结构本身就不合理吧

目前调试OK的电机种类和算法是:

1.ACI:SPWM(同步调制、异步调制、混合调制)、SVPWM(同步调制、异步调制、混合调制)、FOC

2.BLDC(Brush-Less DC):ASR+ACR

3.PMSM:FOC

直流有刷电机对应的3种算法其实也调试完了,在之前另外一套整合结构下调试的,不是现在这种打散的结构,当初考虑是为了灵活,所以就打散了。

4.BDC(Brush-DC):openloop、ASR、ASR+ACR

这些算法坐在一棵2812里,有套通讯协议做电机算法选择、转速设定、以及和上位机之间的数据交互。

Young Hu:

示波器探头会引入干扰的,所以示波器显示的波形与实际的波形可能都不一样。而且采样都是在下桥臂导通的时候。

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